工(gong)業金(jin)屬管道(dao)設計規范對管道(dao)材料要求主要有以下幾(ji)點:
一(yi)、一(yi) 般規定(ding)
1. 管道材(cai)(cai)料(liao)的選用(yong)必須依(yi)據管道的使用(yong)條件(設計壓(ya)力、設計溫度、流體類別(bie))、經(jing)濟性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、材(cai)(cai)料(liao)的焊接及(ji)加工等性(xing)(xing)能,同時應符合本規(gui)范(fan)所(suo)提出的材(cai)(cai)料(liao)韌性(xing)(xing)要求(qiu)及(ji)其(qi)他(ta)規(gui)定。
2. 用于管道的材料,其(qi)規格與性能應符合(he)國家現行標準的規定。
3. 使用本規范未列出的材(cai)料,應(ying)符合國(guo)家(jia)現行(xing)的相應(ying)材(cai)料標準,包括化學(xue)成分(fen)、物理(li)和力學(xue)特性、制造工藝方法、熱處(chu)理(li)、檢驗以及本規范其他方面(mian)的規定。
二(er)、金屬(shu)材料的使(shi)用溫度
1. 材(cai)(cai)料使用(yong)溫度,除了應符合本規范附錄A的規定外,還需依據流體腐蝕的影響及(ji)對(dui)材(cai)(cai)料性(xing)能的影響等確定。
2. 材料的使用溫(wen)度上下限應符(fu)合下列規(gui)定∶
①. 材料的使(shi)用溫度(du),不應(ying)超(chao)出本規范附錄A所(suo)規定的溫度(du)上下限。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在(zai)使用溫(wen)度條件(jian)下(xia)應(ying)保證材料(liao)的(de)適用性和可(ke)靠性;
b. 在(zai)使(shi)用(yong)溫(wen)度下,材(cai)料應(ying)具有(you)對流體及(ji)外(wai)界環境影(ying)響的抵抗力;
c. 應(ying)(ying)按本規(gui)范第3.2.3條(tiao)的規(gui)定確定材料的許(xu)用應(ying)(ying)力。
三、金屬材料的低溫(wen)韌性試驗要求
1. 管道設計溫度低于或等于-20℃,而高于本規范(fan)附錄A中(zhong)使用(yong)溫度下(xia)限的(de)碳素鋼、低合金(jin)(jin)鋼、中(zhong)合金(jin)(jin)鋼和高合金(jin)(jin)鐵素體(ti)鋼,出(chu)廠材料及采用(yong)焊接堆積的(de)焊縫(feng)金(jin)(jin)屬和熱影響(xiang)區(qu)應進行低溫沖(chong)擊試驗。
2. 奧氏(shi)體不銹鋼,含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧(ao)氏體高合(he)金鋼(gang)的使用(yong)溫度等于或高于-196℃時(shi),可免做(zuo)低溫沖擊試驗。
4. 符合下列條件(jian)之一時,管(guan)道材(cai)料可免做(zuo)低溫沖擊(ji)試(shi)驗(yan)∶
a. 使用溫度等于或高于-45℃,且(qie)不低(di)于本規范附(fu)錄A 中(zhong)材(cai)料使用溫度下(xia)限,同時(shi),材(cai)料的厚度無(wu)法制備(bei)5mm厚試樣時(shi)。
b. 除了抗拉強度下限值大于(yu)(yu)540MPa的(de)鋼(gang)材及螺栓材料外,使用的(de)材料在低(di)溫(wen)低(di)應力工(gong)況下,若設計溫(wen)度加(jia)50℃后,高于(yu)(yu)-20℃時。
注∶低(di)溫(wen)(wen)低(di)應力工況(kuang)為設計溫(wen)(wen)度(du)低(di)于或(huo)等(deng)于-20℃的(de)受(shou)壓的(de)管(guan)道組成件,其環向(xiang)應力小于或(huo)等(deng)于鋼材標準(zhun)中(zhong)屈服點的(de)1/6,且不大于50MPa的(de)工況(kuang)。
5. 需(xu)熱(re)處理的材料,應在熱(re)處理后進行沖(chong)擊(ji)試驗。
6. 下(xia)列(lie)條件下(xia)的鋼板(ban)制管(guan)(guan)子或管(guan)(guan)件的板(ban)材,應增加低溫沖擊試驗∶
a. 使用溫(wen)度低(di)(di)于0℃時∶厚度大(da)于25mm的(de)20R;厚度大(da)于38mm的(de)在本規范附錄A 表A.0.2中所列的(de)低(di)(di)合(he)金鋼(gang)(gang)但不包括低(di)(di)溫(wen)鋼(gang)(gang)。
b. 使用(yong)溫度(du)低于-10℃時∶厚(hou)度(du)大(da)(da)于12mm的20R;厚(hou)度(du)大(da)(da)于20mm的16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫(wen)度下限以上使用有色金屬和(he)它(ta)的合(he)金材(cai)料時,如填充金屬成分(fen)與母材(cai)成分(fen)不(bu)同,焊(han)接接頭應進行低溫(wen)拉伸(shen)(shen)試驗(yan),延伸(shen)(shen)率(lv)應符合(he)設計(ji)規定。
8. 制(zhi)造廠已作(zuo)過沖擊試驗(yan)的材料(liao),但加工后經過熱處理時,應進(jin)行低溫沖擊試驗(yan)。
9. 焊接結構(gou)中,對熱影響區的(de)低溫沖擊(ji)試驗(yan)可滿足對基體(ti)材料的(de)沖擊(ji)試驗(yan)。
10. 材料沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)的(de)方法應(ying)按現行國家標準(zhun)(zhun)《金屬夏比缺口(kou)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)方法》GB/T229的(de)規定(ding)。在低(di)溫(wen)下的(de)沖(chong)擊(ji)功值(zhi)應(ying)符合低(di)溫(wen)用材料標準(zhun)(zhun)或表4.3.10的(de)規定(ding)。當沖(chong)擊(ji)功不相同的(de)基體(ti)材料焊(han)接(jie)一起時(shi),其沖(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)能量應(ying)符合較小抗拉強度的(de)基體(ti)材料的(de)要(yao)求。
11. 試樣應從(cong)同批、同規格、同樣加工、焊接和(he)熱處理條(tiao)件(jian)的材料(liao)中制(zhi)取。
四、材料的使用要求
1. 制造管道組(zu)成件用(yong)鋼(gang)材應(ying)符合下(xia)列(lie)規定∶
①. Q235-A材料(liao)宜(yi)用(yong)于(yu)C及D類流體管道,設(she)計壓(ya)力不宜(yi)大于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材料(liao)宜(yi)用(yong)于(yu)D類流體管道,設(she)計壓(ya)力不宜(yi)大于(yu)1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低(di)溫鋼厚(hou)度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其(qi)他低(di)合金鋼厚度大(da)于(yu)25mm。以上質量不應低(di)于(yu)Ⅲ級。
d. 對(dui)于(yu)調(diao)質鋼板不論厚度多少,均須(xu)檢(jian)測,質量不應低(di)于(yu)Ⅱ級。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄鐵類材(cai)料(liao)使用范圍應符合下列規定(ding)∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰鑄鐵件不宜(yi)使(shi)用于輸送(song)B類流(liu)體的(de)管道上,在特殊情況下(xia)必須使(shi)用時,其設(she)(she)計(ji)溫(wen)度(du)不應高于150℃,設(she)(she)計(ji)壓(ya)力不應超(chao)過(guo)1.0MPa;C類流(liu)體管道使(shi)用灰鑄鐵件的(de)設(she)(she)計(ji)壓(ya)力不宜(yi)超(chao)過(guo)1.6MPa,設(she)(she)計(ji)溫(wen)度(du)不宜(yi)超(chao)過(guo)230℃;
b. 可鍛鑄鐵(tie)用(yong)于(yu)C類(lei)流(liu)體管道(dao),設計溫度(du)不(bu)應高于(yu)230℃,設計壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)2.5MPa;或用(yong)于(yu)設計溫度(du)為300℃時,設計壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)2.0MPa;用(yong)于(yu)B類(lei)流(liu)體管道(dao),設計溫度(du)不(bu)應高于(yu)150℃,設計壓力(li)不(bu)應大(da)于(yu)2.5MPa;
c. 高(gao)硅鑄(zhu)鐵(tie)不得用于(yu)B類流體(ti)。
3. 使用(yong)其他(ta)金屬(shu)材料應符合下列規定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使用復(fu)合金屬和襯里材料應符合下列規定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體復合材(cai)料的(de)管道(dao)耐壓強度計(ji)算,可根據扣(kou)除所有厚度附加量后的(de)基層(ceng)和復層(ceng)金屬(shu)的(de)總厚度來(lai)計(ji)算。
b. 基層和(he)復(fu)層金屬(shu)(shu)的(de)許(xu)用(yong)應力(li)可按本規(gui)范附錄A的(de)規(gui)定。但復(fu)層金屬(shu)(shu)的(de)許(xu)用(yong)應力(li)取值不(bu)應大于(yu)基層金屬(shu)(shu)的(de)許(xu)用(yong)應力(li)值。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選(xuan)擇連接接頭(tou)和輔助材(cai)料諸如(ru)膠泥、溶劑、釬(han)焊材(cai)料、填料、襯墊及(ji)"O"形(xing)環、螺紋的潤(run)滑(hua)劑與密(mi)封劑等用以制作或用作密(mi)封接頭(tou)時,對上(shang)述材(cai)料與所輸送流體應有相容性。
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